Back to Search Start Over

Oxidative transformation of Tungsten (W) nanoparticles potentially released in aqueous and biologicalmedia in case of Tokamak (nuclear fusion) Lost of Vacuum Accident (LOVA)

Authors :
Nathalie Herlin
Thierry Orsière
Jérôme Rose
E. Bernard
Romain Soulas
Olivier Proux
Gheorghe Dinescu
Bernard Angeletti
Perrine Chaurand
Dominique Vrel
Marcos Sanles Sobrido
Isabelle George
Sarah Dine
Véronique Malard
Bernard Rousseau
Christian Grisolia
Chiara Uboldi
Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (IRFM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Interactions Protéine Métal (IPM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (IBITECS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE)
Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux (LSPM)
Institut Galilée-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Nord
National Institute for Lasers, Plasma and Radiation Physics (NILPRP)
Université de Bucarest-National Institute for Lasers, Plasma and Radiation Physics
Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN)
Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685)
Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France
French National Research Agency (ANR)Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)European CommissionFrench Atomic Energy Commission
The authors acknowledge the European Synchrotron Radiation Facility for provision of synchrotron radiation beamtime and especially the scientists in charge of the FAME (BM30b) beamline financially supported by CNRS and CEA.
ANR-10-EQPX-0039,NanoID,Plateforme d'identification des nanoparticules dédiée à la sécurité(2010)
ANR-11-IDEX-0001,Amidex,INITIATIVE D'EXCELLENCE AIX MARSEILLE UNIVERSITE(2011)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Source :
Comptes Rendus Géoscience, Comptes Rendus Géoscience, 2020, 352 (8), pp.539-558. ⟨10.5802/crgeos.41⟩, Comptes Rendus Géoscience, Elsevier, 2020, 352 (8), pp.539-558. ⟨10.5802/crgeos.41⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; Oxidative transformation of Tungsten (W) nanoparticles potentially released in aqueous and biologicalmedia in case of Tokamak (nuclear fusion) Lost of Vacuum Accident (LOVA) technological breakthroughs need to be achieved before fusion become available and economicallyviable. In addition, and prior to industrial development of the fusion technology, it is worth addressing possible negative environmental and health impacts. For instance, the interactions between the plasma and refractory materials called plasma facing components (PFC) like tungsten, will generate tritiated dust. The aim of the study is to address the fate in water and biological media of W nanoparticles that might be released in case of Lost Of Vacuum Accident (LOVA). The dilution of particles in TRIS, LHC9 and pulmonary media did not strongly affect the average size of the particles while the dilution in Saline medium lead to substantial aggregation. The results proved that oxidative dissolution of W nanoparticles occurred in several aqueous/biological media (TRIS, LHC9 and Lung media) with increasing time. Fromthe different dissolution rates as a function of the tested media, it seems that the oxidative dissolutions are rate limited by diffusion in the oxidized layer surrounding the metallic core of particles. The mechanisms of dissolution involved W4Å and W6Å corroded layers prior to W6Å dissolution. Knowledge provided by these dispersion–dissolution experiments helped to determine the environmental mobility and persistence as well as the bio-durability of these tungsten nanoparticles. As dissolution has potential to influence the toxicity of particles, it is a crucial parameter to consider in the risk assessment of particles.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
Comptes Rendus Géoscience, Comptes Rendus Géoscience, 2020, 352 (8), pp.539-558. ⟨10.5802/crgeos.41⟩, Comptes Rendus Géoscience, Elsevier, 2020, 352 (8), pp.539-558. ⟨10.5802/crgeos.41⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....2cd4a588a78c092b19c9c9f9266cf87d
Full Text :
https://doi.org/10.5802/crgeos.41⟩